Устройство для автоматического регулирования электрической нагрузки Советский патент 1986 года по МПК H02J13/00 

12

Блок 3 рассогласования определяет раз ность между необходимой мощностью и уж1е отключенной мощностью нагрузки (Н), значение которой поступает с блока 2. Блок 10 лимитов времени осуществляет хранение временных уставок на ограничение отключения Н (запоминающее устр-во (ЗУ) 12), времени отключения нагрузок (ЗУ 15), времени непрерывной работы Н (ЗУ 17). При работе осуществляется одновременный опрос одноименных ячеек всех трех ЗУ, адрес которых определяется счетчиком 26 адреса Н. Выход со схемы 11 сравнения блока 10 является управляюИзобретение относится к автоматизации управления электропотреблением промышленных предприятий в часы максимума нагрузки энергосистемь и может быть использовано в любой отрасли для ограничения электропотребления на заданном уровне.

Цель изобретения - расширение области использования.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 выбора объектов регулирования, блок 2 определения отключаемой нагрузки, блок 3 рассогласования, блок А определения необходимой регулируемой мощности, блок 5 определения возможной мощности, блок 6 приема информации, датчики 7 расхода электроэнергии, блок 8 сравнения, пульт 9 управления, блок 10 лимитов времени, куда входят первая схема 1 1 сравнения, запоминающее устройство (ЗУ)12 для хранения уставок, вторую схему 13 сравнения, счетчик 14 времени отключения нагрузок, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)15 для хранения времени отключения нагрузок, счетчик 16 времени непрерывной работы, ОЗУ 17 для хранения времени непрерывной работы, схемы И 18, ИЛИ 19, И 20 и РШИ 21, блок 22 управления, куда входит таймер 23, схему 24 синхронизации, триг гер 25 запуска, счетчик 26 адреса нагрузки, пульт 2 7 задания уставок.

И

щим входом для блока 2 определения отключаемой Н. Если время отключения данной Н больше уставки, то указание на ее включение не поступает до тех пор, пока ее непрерывная работа не превысит уставку на необходимое для данной Н время беспрерывной работы. При этом в зависимости от знака сигнала, поступающего с блока 3, сигнала о состоянии Н, поступающего с блока 1, порогового значения рассогласования, поданного с пульта 9 управления, блоком 2 формируется сигнал на отключение выбраиных Н. 1 ил.

управляющий выход 28, синхронизирующие выходы 29-32, выход адреса 33 нагрузок, управляющий выход 34, выход 35 значения уставки.

Устройство работает следующим образом.

Информация о расходах электроэнергии поступает от датчиков 7 на вход блока 6 приема информации. Последний

производит последовательный опрос датчиков 7, вьщеляет на фоне помехи полезные сигналы, которые затем со своим весовым коэффициентом для перехода в именованные единицы измерения поступают на вход блока 5 определения возможной нагрузки (Pg). Одновременно блок 6 определяет текущую мощность (РТЙК усредненную за выбранньй отрезок времени, например 1-5 мин.

Блок 5 определения возможной нагрузки по информации, поступающей из блока 6, и значению заявленной мощности (Р ) с пульта 9 управления производит по временным меткам,,, приходящим с таймера 23 вычисление возможной мощности (Pg), которую потребитель может использовать до конца контролируемого отрезка времени, например, полчаса в часы максимума нагрузки энергосистемы, не рискуя превысить заданный лиьотт мощности. Вычисление Pg производится по формуле

Ог5

0,5 - t

i;;:i E3l Z 5iet

тек

тек

-тек

где , - потребление электроэнерги с начала контролируемого получаса в часы максимумо нагрузки энергосистемы; время, прошедшее с начала получаса; . 0,5 - 30 минутный отрезок времени.

Блок 4 определения необходимой регулируемой мощности (Pj ) по сигналу с таймера 23 определяет разность между значениями текзпцей мощности, поступающей с блока 6, и возможной мощности, поступающей с блока 5:

Р р - Р

тек в

Значение необходимой регулируемой мощности (Рц) со своим знаком поступает на первые входы блока 3 рассогласования, на вторые входы которого поступает значение величины отключенной мощности (Р,) с блока определения величины отключаемой нагрузки. Блок 3 рассогласования представляет собой обычный комбинационный сумматор, выполнякиций функции определения разности ДР:

ЛР

РН отк

Блок 22 управления осуществляет управление и синхронизацию работы блоков устройства. Он содержит таймер 23, который вырабатьшает значение текущего времени (t), метки времени усреднения для определения текущей мощности (Ртек блоке 6 и возможной мощности (Pg) в блоке 5, а также метку времени, когда производится сравнение

Ртек с

PJ в блоке 4 с

одновременным начальным сбросом бло- ка 2 определения отключаемой нагрузки. Один из выходов таймера соединен с входом схемы 24 синхронизаххии.

Схема 24 синхронизации представляет собой счетчик с дешифратором. Она обеспечивает получение четырех синхронизирующих сигналов 29-32. Выход 32 схемь 24 соединен со счетным входом счетчика 26 адреса нагрузок, разрядность которого определяется числом нагрузок, участвукщих в регулировании. Частота поступающих с таймера сигналов на вход схемы синхронизации выбирается из условия, чтобы за выбранный отрезок времени, например 20-60 с, быпа обеспечена возможность со счетчика 26 адреса нагрузок опросить все управляемые

го

t5

0

5

0

5

нагрузки, причем каждому адресу выбранной нагрузки соответствует полный набор синхронизирующих сигналов со схемы 24 синхронизации.

С пульта 27 задания уставок про-, изводится по каждой нагрузке занесение в ЗУ 12 для хранения уставок значений отрезков времени, на которое возможно отключение данной нагрузки, а также время необходимой беспрерывной работы длинной нагрузки. Одновременно адрес выбранной нагрузки заносится в счетчик 26 адресов нагрузок.

Триггер 25 запуска служит для обнуления ячеек памяти ОЗУ 15 и 16. С приходом метки Сброс с пульта 9 управления триггер 25 запуска устанавливается в нулевое состояние сбрасывая управляющим выходом 28 через схему ИЛИ 19 счетчик времени отключения нагрузок в нулевое состояние и через схему ИЛИ 21 счетчик времени непрерывной работы в нулевое состояние счетчик 24 адреса и схема синхронизации также будут на- .холиться в- исходном состоянии.

После окончания сигнала Сброс схема 24 синхронизации и счетчик 26 адресов нагрузок начинают работать. Производится обнуление всех ячеек 15 и 17 памяти, пока сигналом полнения с счетчика 26 триггер запуска не установится в единичное состояние.

Блок 10 лимитов времени содержит . три устройства 12, 15 и 17 памяти, Устройство 12 служит дпя хранения временных уставок на ограничение отключения нагрузок и на необходимое время беспрерывной работы нагрузки, которые заносятся ЗУ с пульта 27 задания уставок блока 22 управления. Устройство 15 служит для хранекия времени отключения нагрузок, а устройство 17 - для хранения времени непрерьшной работы нагрузок. При работе производится одновременный опрос одноименных ячеек всех трех устройств памяти, адрес которых определяется счетчиком 26 адреса нагрузок. По сигналу 29 со схемы 24 синхронизации производится запись содержимого ОЗУ 15 для хранения времени отключения в счетчик 14, а содержимого ОЗУ для хранения времени не- прерьгеной работы в счетчик 16.

512

Вторая схема 13 сравнения производит сравнение значения времени непрерьшной работы выбранной нагрузки с ее уставкой, хранящейся в ЗУ 12 Если оно превышает уставку,, то выход схемы сравнения через схему ИЛИ 19 устанавливает счетчик 1.4 в нулевое состояние, а если не превьпаает, то содержимое счетчика остается без изменения. По сигналу 30 со схемы сии- хронизации в один из счетчиков 14 и 16 через схемы И 18 и 20 в зависимости от управляющего сигнала с блока 1 выбора объектов регулирования, который характеризует состояние наг- рузки (.включена или выключена), добавляется единица. Причем, если нагрузка отключена, то с добавлением единицы в счетчик «времени отключения одновременно через схему ИЛИ 21 про- изводится сброс счетчика 16 времени непрерывной работы. Выход с первой схемы сравнения является управляюпдам входом для блока определения отключаемой нагрузки, характеризующим возможность использования данной нагрузки в регулировании электропотреб- ления. Если время отключения данной нагрузки больше уставки, то указание на ее включение не поступает до тех пор, пока ее непрерывная работа не превышает уставку на необходимое для данной нагрузки время беспрерывной работы. По сигналу 31 с схемы синхронизации содержимое счетчиков 14 и 17 /записывается в соответствующие ОЗУ 1 и 17 и счетчик адреса по сигналу- 32 выбирает новые ячейки памяти.

БЛОК 2 определения отключаемой нагрузки работает следующим образом,

Блок 3 рассогласования вычитает из значения необходимой мощности отключения, поступающей со своим знаком с блока 4, значение уже отключенной мощности, поступающей с блока 2

Если разность дР с блока 3 имеет положительный знак, то необходимо произвести отключение части нагрузок участвующих в регулировании, В этом случае блок 2 по сигналу 31 с блрка управления производит анализ адреса 33 нагрузки, поступающей от счетчика 26 адресован управляющего сигнала о состоянии нагрузки с блока 1.

При этом возможен вариант, когда выбранная по данному адресу нагрузка уже отключена. Тогда, если время ее отключения не превьпдает заданной ус

ю 20 5 Q

5

146

тавки, то в блок 1 подается сигнал о необходимости ее включения в работу, а величина РОТКЯ поступающая на вход блока рассогласования, уменьшается на величину электрической мощности данной нагрузки.

Если же время предыдущего отключения нагрузкине превьшаетзаданной ус- тавки (когда выбранная по данному адресу нагрузка включена),то в блок 1 вьщается сигнал на ее отключение и к величине Р добавляется значение электрической мощности данной нагрузки. Если время предыдущего отключения превьшает уставку, го все остается без изменений и производится переход к анализу следующей нагрузки.

Если разность 4Р с блока 3 имеет отрицательный знак, то абсолютное значение сравнивается с порогом (П), значение которого задается с пульта

управления. При | АР| П блок 2 производит включение регулирующих нагрузок, а если juP П, то изменений в величине отключенных нагрузок не производится. Величина П выбирается из условия, что значение П больше любой из нагрузок.

Блок выбора объектов регулирования работает следующим образом.

По сигналу 33 со счетчика 24 адреса нагрузок блока 22 управления он выдает в блок 10 лимитов времени и в блок определения величины отключаемой нагрузки управляющий сигнал, о состоянии выбранной нагрузки (включена/выключена) . Ответной реакцией этих блоков будет вьщача с блока 2 управляющих сигналов на включение или отключение выбранной нагрузки.

Пульт 9 управления позволяет вы- зьшать на индикацию значения йР текущего времени, производить запуск всего устройства, а также задавать необхбдимые уставки порога чувствительности и заявленной мощности.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования электрической нагрузки, содержащее первичные датчики расхода электроэнергии, подключенные к блоку приема информации, управляю- 11{ий вход которого соединен с одним из выходов блока управления, а первые вьпсоды подклю чены к блоку определения возможной мощности, управляющий

,7

вход KOTopoVo подключен к блоку управления, а выходы - к блоку опредления необходимой регулируемой мощности, вторые входы которого подключены к блоку приема информации, а управляющий вход подключен к блоку управления, информационные выходы блока определения необходимой регулируемой мощности вместе с вьтходом знакового разряда подключены к пер- вьм входам блока рассогласования, вторые входы которогр подключены к информационным выходам блока определения отключаемой нагрузки, информационный выход блока рассогласования подключен к пульту управления и пер вым входам блока сравнения, а знако вый выход подключен к пульту управления и блоку определения отключаемой нагрузки, вторые входы блока сравнения подключены к выходам задания порога чувствительности пульта управл,ения,. а выход - к блоку определения отключаемой нагрузки, блок выбора объектов регулирования, упра ляющие входы выбора нагрузок которого подключены к выходу блока определения отключаемой нагрузки, управ лякшщй выход блока выбора объектов регулирования подключен к входу бло ка определения отключаемой нагрузки и блоку лимитов времени, пульт упра

ления, управляющий сбросом, выход которого подсоединен к блоку выбора объектов регулирования и блоку управ ления, который содержит таймер, выхо которого подключен к схеме синхронизации, выходы которой предназначены для управления работой устройства, счетчик адреса, счетный вход которого подключен к одному из входов схемы синхронизации, а выход переноса - к входу S триггера запуска, выходы счетчика адреса подключены к адрес- ным входам блока выбора объектов ре- гулирования и блока определения отключаемой нагрузки, установочныеI входы счетчика адреса подключены к пульту задания уставок, блок, лимитов времени содержит оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) для хранения

, времени отключения нагрузок, схему сравнения, счетчик времени отключения нагрузок, схему И, причем выходы ОЗУ для хранения времени отключения нагрузок подключены к установочным входам счетчика времени отключения нагрузок и первым входам схемы срав

15

59414

25 зо 8

нения, выход которой подключен к управляющему входу блока определения отключаемой нагрузки, информацион-н ные выходы счетчика времени отключе- 5 ния подсоединены к.информационным входам ОЗУ для хранения времени отключения нагрузок, а сметный вход счетчика соединен с выходом схемы И, первый вход которой подключен к уп- tO равляющему выходу блока выбора объектов регулирования, а второй вход счетчика времени и вход управления записью в ОЗУ для хранения отключения нагрузок подключены к соответствующим выходам схемы синхронизации блока управления, выход задания заявленной мощности пульта управления подключен к вторым управлякяцим входам блока определения возможной

20

35

40

45

50

5

нагрузки, а выходы таймера подключены к управляющим входам пульта управления, отличающееся тем, что, с целью расширения области использования, в блок лимитов времени дополнительно введены запоминающее устройство (ЗУ) для хранения уставок, ОЗУ для хранения времени непрерывной работы, вторая схема сравнения, вторая схема И и две схемы ИЛИ, причем информвционные входы ЗУ для хранения уставок подключены к информационнь выходам пульта задания уставок блока управления, первые информационные выходы ЗУ для хранения уставок подключены к вторым информационным входам первой схемы сравнения, а вторые информационные выходы - к первым информационным входам второй схемы сравне1шя, адресные входы ЗУ для хранения уставок, ОЗУ для хранения времени отключения и ОЗУ для хранения времени непрерывной работы подсоединены к выходу счетчика адреса блока управления, вход сброса счетчика времени отключения нагрузок подключен к выходу пер вой схемы ИЛИ, .первый вход которой соединен с выходом второй схемы сравнения, информационные выходы ОЗУ хранения времени непрерывной работы нагрузок подсоединены к вторым информационным входам второй схемы сравнения, установ очным входам второй txe- мы сравнения и установочным входам счетчика времени непрерывной работы Нагрузок, информационные выходы кото- роге подключены к информационным входам ОЗУ непрерывной работы, а

9 125941410

счётный вход к выходу второй схе-рые входы второй схемы И, первой и

мы И, первый вход которой подсоеди-второй схем ИЛИ, а также входы управйей к уйравляияцему выходу блока вы-лення записью ЗУ для хранения устабора объектов регулирования, сбросвок, ОЗУ для хранения времени непресчётчивса времени непрерывной работы5 рывной работы и счетчика времени

нагрузок поДклйчен к выходу второйнепрерывной работы подключены к соотскемы ИЛИ, первый вход которой сое-ветстнующим выходам схемы синхронизадйнен с выходом первой схемы И, вто-пии блока управления.

Изобретение относится к области электроте сники. Цель изобретения - расширение области использования. По временным меткам, приходящим с таймера 23, блок 5 определяет возможную мощность, которую потребитель может использовать до конца контролируемого отрезка времени. Блок 4 определяет необходимую регулируемую мощность по разности между текущей мощностью, поступакнцек с блока 6 приема информации, и возмо ной мощностью с блока 5. Т1 f . мр «5в iSepHMe- вп./Яи. зз т с tN9 D1